Zasada chłodzenia laserowego i jego zastosowanie do zimnych atomów

Zasada chłodzenia laserowego i jego zastosowanie do zimnych atomów

W fizyce zimnej atomowej wiele prac eksperymentalnych wymaga kontrolowania cząstek (uwięzienia atomów jonowych, takich jak zegary atomowe), spowalniając je i poprawić dokładność pomiaru. Wraz z rozwojem technologii laserowej chłodzenie laserowe również zaczęło być szeroko stosowane w zimnych atomach.

F_1130_41_4_N_ELM_1760_4_1

W skali atomowej istotą temperatury jest prędkość, z jaką poruszają się cząsteczki. Laserowe chłodzenie to stosowanie fotonów i atomów do wymiany pędu, tym samym chłodząc atomy. Na przykład, jeśli atom ma prędkość do przodu, a następnie pochłania latający foton poruszający się w przeciwnym kierunku, jego prędkość zwolni. To jest jak kulka tocząca się naprzód na trawie, jeśli nie zostanie popchnięta przez inne siły, zatrzyma się z powodu „oporu” spowodowanego kontaktem z trawą.

Jest to chłodzenie laserowe atomów, a proces jest cykl. I z powodu tego cyklu atomy wciąż się chłodzą.

W tym najprostszym chłodzeniu jest użycie efektu Dopplera.

Jednak nie wszystkie atomy mogą być chłodzone przez lasery, a „cykliczne przejście” należy znaleźć między poziomami atomowymi, aby to osiągnąć. Tylko poprzez cykliczne przejścia można osiągnąć chłodzenie i kontynuować ciągłe.

Obecnie, ponieważ atom metalu alkalicznego (takiego jak Na) ma tylko jeden elektron w warstwie zewnętrznej, a dwa elektrony w najbardziej zewnętrznej warstwie grupy Ziemi alkalicznej (takie jak SR) mogą być uważane za całość ludzi, najbardziej proste alkaliczne atomy są bardzo proste, i jest łatwe do osiągnięcia „przejścia cyklicznego”.

Zasada chłodzenia laserowego i jego zastosowanie do zimnych atomów


Czas po: 25 czerwca-201023